Китайский спутник будет исследовать Млечный Путь в поисках экзопланет, вращающихся вокруг таких же звезд, как Солнце. «Хайтек» разбирается, как и зачем искать планету, очень похожую на Землю.
В Китае собираются запустить миссию, чтобы искать Землю 2.0. Для ее поисков разработают сразу семь телескопов, которые будут работать прямо из космоса.
В чем цель миссии?
Цель миссии — исследовать планеты за пределами Солнечной системы в других частях Млечного Пути, чтобы найти первую планету, похожую на Землю. Она должна вращаться в обитаемой зоне звезды, подобной Солнцу. Астрономы полагают, что такая Земля 2.0 имеет подходящие условия для появления жидкой воды — и, возможно, жизни.
Разве планеты, похожие на Землю, не находили раньше?
Находили. В Млечном Пути уже нашли более 5 000 экзопланет, обычно их открывали с помощью телескопа НАСА «Кеплер». Его использовали в течение девяти лет, но в 2018 году у него закончилось топливо.
Некоторые из открытых планет были скалистыми, похожими на Землю, они вращались вокруг маленьких красных карликов, но все они были недостаточно похожи на Землю, чтобы на них находилась жидкая вода и потенциальная жизнь.
С помощью современных технологий и телескопов все равно очень трудно зафиксировать сигнал с маленьких планет, похожих на Землю, так как их звезды-хозяева в миллион раз тяжелее и в миллиард раз ярче, говорит Джесси Кристенсен, астрофизик из Института изучения экзопланет НАСА при Калифорнийском технологическом институте.
Что мы знаем о новой китайской миссии?
Китайская миссия получила название Earth 2.0. Ее финансирует Китайская академия наук. Сейчас представители миссии завершают раннюю стадию проектирования.
Если Earth 2.0 пройдет проверку группы экспертов, которая состоится в июне 2022 года, то команда миссии получит финансирование для начала строительства спутника. В августе 2022 года ученые планируют опубликовать подробные планы о первой в стране миссии по поиску экзопланет. Запуск намечен на конец 2026 года с ракеты Long March.
Как технически устроена миссия?
Спутник Earth 2.0 рассчитан на семь телескопов, которые будут наблюдать за галактикой в течение четырех лет. Шесть телескопов будут работать вместе, чтобы исследовать созвездия Лебедя и Лиры, тот же участок неба, который исследовал телескоп «Кеплер».
Телескопы будут искать небольшие изменения в яркости звезды, это признак того, что вокруг нее вращается планета, которая потенциально может быть той самой Землей 2.0. В миссии используют сразу несколько небольших телескопов, так у ученых будет более широкий обзор, чем только у одного, но большого, такого как «Кеплер».
Шесть телескопов Earth 2.0 вместе будут наблюдать около 1,2 млн звезд на участке неба площадью 500 квадратных градусов. Это примерно в пять раз шире, чем наблюдения с помощью «Кеплера». В то же время Earth 2.0 сможет изучать более тусклые и далекие звезды, чем спутник НАСА Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), который исследует яркие звезды вблизи Земли.
«Наш спутник должен быть в 10–15 раз мощнее телескопа НАСА “Кеплер” по своим возможностям съемки неба», — заявил Цзянь Гэ, астроном, возглавляющий миссию Earth 2.0 в Шанхайской астрономической обсерватории Китайской академии наук.
Седьмой инструмент на борту миссии — это гравитационный микролинзирующий телескоп для наблюдения планет-изгоев. Это объекты, которые не вращаются вокруг какой-либо звезды и перемещаются свободно. Также телескоп будет изучать экзопланеты, которые находятся далеко от своей звезды, как, например, Нептун.
Телескоп будет искать изменения в свете звезды. Это происходит, когда гравитация планеты или звезды искажает свет другой фоновой звезды, перед которой они проходят. Основная область работы устройства — центр Млечного Пути, где расположено огромное количество звезд. По словам Гэ, в случае успешного запуска это будет первый гравитационный микролинзирующий телескоп, работающий прямо из космоса.
«Наш спутник, по сути, может провести “перепись” всех экзопланет разных размеров, масс и возрастов. С помощью миссии мы составим полную коллекцию экзопланет для будущих исследований», — считает Цзянь Гэ, астроном, возглавляющий миссию Earth 2.0 в Шанхайской астрономической обсерватории Китайской академии наук.
Почему миссия «Кеплер» не смогла предоставить эти же данные?
В 2009 году НАСА запустило «Кеплер», с целью выяснить, насколько часто в галактике встречаются планеты, похожие на Землю. Чтобы подтвердить, что экзопланета похожа на Землю, астрономам нужно измерить время, с которым она вращается вокруг своей звезды. Такие планеты должны иметь орбитальный период, аналогичный земному, и проходить мимо своих солнц примерно раз в год.
Челси Хуанг, астрофизик из Университета Южного Квинсленда в Тувумбе, говорит, что ученым нужно как минимум три пролета, чтобы определить точный орбитальный период. Еще для этого нужно около трех лет собирать данные, а иногда и больше, если есть пробелы в информации об объекте.
Но через четыре года после начала миссии «Кеплер» часть приборов вышла из строя, поэтому телескоп не мог долго изучать один участок неба. «Кеплер» почти смог открыть нескольких действительно похожих на Землю планет, но этой информации нужно дополнительное подтверждение.
Earth 2.0 поможет дополнить данные миссии «Кеплер», также подтвердит или опровергнет теории о том, какие планеты похожи на Землю.
Гэ заявил, что хочет найти около 12 планет типа Земля 2.0. Он планирует опубликовать данные в течение одного или двух лет после их сбора. По его словам, в команде уже работает около 300 ученых и инженеров, в основном из Китая, но Гэ надеется, что к ним присоединятся астрономы со всего мира.
Какие еще подобные миссии собираются запустить?
Европейское космическое агентство собирается запустить миссию по исследованию экзопланет под названием PLATO. Старт запланирован на 2026 год. В конструкции PLATO 26 телескопов, а это означает, что он получит еще больше информации, чем Earth 2.0. Планируется, что спутник будет менять направление наблюдения каждые два года, чтобы изучить различные области неба.
Читать далее
Спустя десять лет работы ученые усомнились в стандартной модели физики
Внутри Земли есть еще «планета»: как она спасла зарождающуюся жизнь
Ученые поняли, что происходит в мозге собаки, когда разговаривает человек